JP7744869B2 - 制御装置及び作業車両 - Google Patents

制御装置及び作業車両

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Description

本発明は、制御装置及び作業車両に関する。
特許文献１に記載の圃場管理システムにおける携帯端末は、圃場位置情報を利用して得られる複数の圃場の各々の位置と、作業車両又は携帯端末に搭載され測位装置によって測位された位置との間の各距離に基づいて、複数の圃場の全部又は一部に関して圃場情報を表示する。
特開２０１９－０２４３８３号公報
例えば、特許文献１の携帯端末に表示される圃場情報の種類、携帯端末の表示形式、及び作業者の状況等により、作業者が携帯端末に表示された情報を視認することが困難になる場合がある。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、圃場内及び圃場外における各種領域を作業者がより容易に視認することが可能な制御装置及び作業車両を提供することにある。
本発明に係る制御装置は、車両位置取得部と、圃場輪郭設定部と、領域設定部と、表示処理部とを備える。前記車両位置取得部は、圃場を走行する作業車両の位置を示す位置情報を取得する。前記圃場輪郭設定部は、複数の前記位置情報に基づいて、前記圃場の輪郭を設定する。前記領域設定部は、前記輪郭に基づいて、前記作業車両による作業の対象外の領域を示す作業対象外領域を、前記圃場の内部又は前記圃場の外部に設定する。前記表示処理部は、前記圃場を示す圃場画像と、前記作業対象外領域を識別するための識別画像とを表示部に表示させる。
本発明に係る作業車両は、制御装置と、走行機体と、走行装置と、刈取装置と、脱穀装置とを備える。前記走行機体には、前記制御装置が配置される。前記走行装置は、前記走行機体の下方に配置されて前記走行機体を支持し、圃場を走行する。前記刈取装置は、前記走行機体に配置され、前記圃場の未刈穀稈を刈り取る。前記脱穀装置は、前記刈取装置によって刈り取られた刈取穀稈を脱穀する。前記制御装置は、前記走行装置、前記刈取装置及び前記脱穀装置を制御する。
本発明によれば、圃場内及び圃場外における各種領域を作業者がより容易に視認することが可能となる。
本実施形態に係る農作物収穫システムの概要図である。 本実施形態におけるコンバインのブロック図である。 本実施形態における携帯通信端末ブロック図である。 本実施形態におけるコンバインが走行する圃場を示す図である。 本実施形態における表示部に表示される画面の一例を示す図である。 表示部に表示された各種領域の一例を示す図である。 識別画像が表示された表示部を示す図である。 本実施形態に係る表示方法を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
図１～図３を参照して、本実施形態に係る農作物収穫システム１００について説明する。図１は、本実施形態に係る農作物収穫システム１００の概要図である。図２は、本実施形態におけるコンバイン１のブロック図である。図３は、本実施形態における携帯通信端末７のブロック図である。
なお、本明細書では、理解を容易にするために、前後方向、左右方向、及び上下方向を記載することがある。ここで、前後方向、左右方向、及び上下方向は、運転空間２ａ（図１参照）に配置された運転座席（不図示）に着座した運転者（作業者）から見た方向である。但し、説明の便宜のために前後方向、左右方向、及び上下方向を定義したに過ぎず、これらの方向の定義により、本発明の作業車両の使用時及び組立時の向きを限定する意図はない。
農作物収穫システム１００は、作業車両である自脱型のコンバイン１と携帯通信端末７とを含む。農作物収穫システム１００は、作業者が携帯通信端末７等を用いて指示を行うことで、コンバイン１に自動走行させつつ、コンバイン１に農作物の収穫作業等を行わせるものであり、自動走行システムの一例である。なお、自動走行の指示は、携帯通信端末７ではなく、コンバイン１に設けられた操作部材を操作して行われてもよい。コンバイン１は、作業車両の一例である。作業車両は、コンバイン１に限定されず、圃場内を自動走行可能な車両であればよい。作業車両としては、種子を圃場に播種しながら走行する播種機、肥料を圃場に施肥しながら走行する施肥機、薬剤を圃場に散布しながら走行する薬剤散布機、苗の植付作業等を行いながら走行する田植機、耕耘機、及びトラクタ等がある。収穫作業、播種、施肥、薬剤散布及び植付作業は、作業車両による作業の一例である。
自動走行とは、コンバイン１が備える制御部５０により走行に関する装置が制御されることで、予め定められた経路に沿うように少なくとも操舵が自律的に行われることを意味する。また、操舵に加え、車速又は作業装置による作業等が自律的に行われる構成であってもよい。自動走行には、コンバイン１に人が乗っている場合と、コンバイン１に人が乗っていない場合とが含まれる。
図１に示されるように、本実施形態のコンバイン１は、走行機体１０１と、走行装置１０２と、刈取装置２００と、脱穀装置３００と、グレンタンク４００と、制御部５０と、記憶部５５と、通信装置１６とを備える。走行装置１０２は、走行機体１０１の下方に配置されて、走行機体１０１を支持する。刈取装置２００は、走行機体１０１の前方に配置される。刈取装置２００及び脱穀装置３００は、農作業装置の一例である。通信装置１６は、走行機体１０１の上方に配置される。制御部５０は、走行機体１０１内部に配置される。記憶部５５は、走行機体１０１内部に配置される。
走行機体１０１（コンバイン１）は、エンジン（不図示）を備える。エンジンは、例えば、ディーゼルエンジンである。エンジンは、燃料を燃焼させて得た熱エネルギーを運動エネルギー（動力）に変換する。
走行装置１０２は、コンバイン１を走行させる。具体的には、走行装置１０２は、エンジンにおいて生成された動力（運動エネルギー）に基づいて走行する。走行装置１０２は、例えば、左右一対の走行クローラ装置を含む。左右一対の走行クローラ装置は、コンバイン１を前後方向に走行させる。また、左右一対の走行クローラ装置は、コンバイン１を左右方向に旋回させる。
刈取装置２００は、エンジンにおいて生成された動力（運動エネルギー）に基づいて駆動する。刈取装置２００は、圃場の未刈穀稈を刈り取る。本実施形態において、刈取装置２００は、刈取フレーム２０１と、穀稈搬送装置２０４とを備える。
刈取フレーム２０１は、走行機体１０１の前部に昇降自在に装着される。刈取フレーム２０１の下方には刈刃が配置される。刈取装置２００は、圃場の未刈穀稈の株元を切断するために、刈刃を往復移動させる。
穀稈搬送装置２０４は、刈刃によって刈り取られた刈取穀稈を脱穀装置３００まで搬送する。
コンバイン１は、走行装置１０２を駆動して圃場内を移動しながら、刈取装置２００を駆動して圃場の未刈穀稈を連続的に刈り取ることができる。
脱穀装置３００は、エンジンにおいて生成された動力（運動エネルギー）に基づいて駆動する。脱穀装置３００は、穀稈搬送装置２０４によって走行機体１０１に搬送された刈取穀稈を脱穀する脱穀作業を行う。刈取作業は収穫作業に含まれる。グレンタンク４００は、脱穀装置３００によって脱穀された穀粒を貯留する。具体的には、脱穀装置３００は、唐箕ファン３０３と排塵ファン３０５とを備える。脱穀装置３００は、走行機体１０１に搬送された刈取穀稈の穂先側を脱穀する。脱穀装置３００は、脱穀した穂先側（脱穀物）を揺動選別（比重選別）する。
唐箕ファン３０３は、脱穀後の刈取穀稈に向けて選別風を供給する。この結果、穀粒（脱穀物）中の藁屑や夾雑物が除去される。藁屑や夾雑物が除去された穀粒は、グレンタンク４００に運ばれて貯留される。排塵ファン３０５は、穀稈搬送装置２０４の後部の排塵を機外に排出する。
走行機体１０１（コンバイン１）は、キャビン２を更に備える。キャビン２は箱状であり、キャビン２の内部には、コンバイン１の運転者（作業者）のための運転空間２ａが形成されている。運転空間２ａには、図示しない運転座席、操舵ハンドル及び主変速レバー等のコンバイン１の運転に要する機器が配置される。例えば、操舵ハンドルは、運転座席の前方に配置される。操舵ハンドルは、運転座席に着座している運転者（作業者）により操作されて、図１に示す走行装置１０２が走行する向きを変化させる。コンバイン１のモードが手動走行モードであるとき、運転者（作業者）は、操舵ハンドルを操作してコンバイン１を旋回させることができる。旋回には、例えば、９０度ターン（αターン）、Ｕ字ターン、及びフィッシュテールターンが含まれる。
例えば、主変速レバーは、運転座席の左方に配置される。主変速レバーは、運転座席に着座している運転者（作業者）により操作されて、図１に示す走行装置１０２の進行方向を前進と後進とに切り換える。
なお、主変速レバーは、各種のスイッチを有する。主変速レバーの各種スイッチには、例えば、扱深さを調節するためのスイッチ、刈取装置２００を上昇させるためのスイッチ、刈取装置２００を下降させるためのスイッチ、刈取装置２００の高さを調整するためのスイッチ、及びエンジンにおいて生成された動力を刈取装置２００及び脱穀装置３００に伝達するか否かを切り替えるスイッチが含まれる。操舵ハンドル、主変速レバー及び各種のスイッチは、運転者（作業者）による操作に応じた指示内容を示す信号を制御部５０に出力する。
通信装置１６は、測位アンテナ６１、慣性計測装置６２、及び通信アンテナ６３を有する。
測位アンテナ６１は、衛星測位システム（ＧＮＳＳ；Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を構成する測位衛星からの電波（測位信号）を受信する。慣性計測装置６２は、３軸の角速度センサと３方向の加速度センサとを含む。
通信アンテナ６３は、携帯通信端末７と無線通信を行うためのアンテナである。無線通信には、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離無線通信等が採用される。また、コンバイン１には、携帯電話回線及びインターネットを利用した通信を行うための携帯通信用のアンテナ（不図示）が設けられていてもよい。
制御部５０は、走行装置１０２、刈取装置２００及び脱穀装置３００を制御する。具体的には、図２に示されるように、制御部５０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の演算装置である。
制御部５０は、操舵ハンドル、主変速レバー及び各種のスイッチ等から出力された信号を受けて、信号の示す指示内容に従って走行装置１０２、刈取装置２００及び脱穀装置３００を制御する。制御部５０は、１つのハードウェアであってもよいし、互いに通信可能な複数のハードウェアであってもよい。
記憶部５５は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）のような主記憶装置である。記憶部５５は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）のような補助記憶装置を更に含んでもよい。記憶部５５には、各種のプログラム及びデータ等が記憶されている。制御部５０は、各種のプログラムを記憶部５５から読み出して実行する。
また、制御部５０には、上記の慣性計測装置６２に加え、位置取得部６４、通信処理部６５、車速センサ６６、舵角センサ６７、刈取センサ６８、及び収穫量センサ６９が接続されている。
位置取得部６４は、測位アンテナ６１が測位衛星から受信した測位信号を用いて、コンバイン１の位置を例えば緯度及び経度の情報として取得する。位置取得部６４は、図示しない基準局からの測位信号を適宜の方法で受信した上で、公知のＲＴＫ－ＧＮＳＳ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ＧＮＳＳ）法を利用して測位を行ってもよい。基準局は、圃場周辺の既知位置に設置される。あるいは、位置取得部６４は、ＤＧＮＳＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ＧＮＳＳ）法を利用して測位を行ってもよい。あるいは、位置取得部６４は、無線ＬＡＮ等の電波強度に基づく位置取得、又は慣性計測装置６２の計測結果を用いた慣性航法による位置取得等を行ってもよい。
通信処理部６５は、通信アンテナ６３を介して携帯通信端末７との間でデータの送受信を行う。
車速センサ６６は、コンバイン１の車速を検出する。車速センサ６６は、走行装置１０２に配置された車軸等に設けられる。車速センサ６６が走行装置１０２の車軸に設けられた場合、車速センサ６６は、車軸の回転に応じたパルスを発生させる。車速センサ６６で得られた検出結果のデータは、制御部５０へ出力される。
舵角センサ６７は、例えば、操舵ハンドルに設けられ、操舵ハンドルの舵角を検出する。舵角センサ６７で得られた検出結果のデータは、制御部５０へ出力される。
刈取センサ６８は、刈取装置２００の高さ及び刈取装置２００の駆動状態を検出する。刈取センサ６８で得られた検出結果のデータは、制御部５０へ出力される。制御部５０は、刈取センサ６８の検出結果に基づいて、刈取装置２００が刈取作業を行っているか否かを特定できる。刈取作業は収穫作業に含まれる。
収穫量センサ６９は、コンバイン１によって収穫された穀粒の量を検出する。収穫量センサ６９は、検出した穀粒の量を示す情報を制御部５０へ出力する。例えば、収穫量センサ６９は、グレンタンク４００に設けられる。収穫量センサ６９は、穀粒がグレンタンク４００に運ばれる際、穀粒が収穫量センサ６９に衝突するときの衝撃度を測定し、測定結果を制御部５０へ出力する。制御部５０は、収穫量センサ６９の測定結果を取得して穀粒の重量又は体積に変換し、コンバイン１によって収穫された穀粒の量を示す収穫量情報を生成する。制御部５０は、収穫量センサ６９の測定結果の変換を行わなくてもよい。この場合、収穫量情報は、収穫量センサ６９の測定結果を示す。なお、収穫量センサ６９は、農作物収穫システム１００において必須の構成要素ではない。
本実施形態において、制御部５０は、車速制御及び操舵制御といったコンバイン１の自動走行に関する制御が可能である。具体的には、制御部５０の制御により、コンバイン１は、前進、後進、及び旋回等を自律的に行うことができる。また、制御部５０は、例えば操舵を自律的に行うと共に、車速を作業者の操作に応じて変更する制御を行うこともできる。
車速を自律的に変更する場合、制御部５０は、車速センサ６６が検出する現在の車速を目標の車速に近づける制御を行う。車速の制御は、例えばミッションケース（不図示）内の変速装置の変速比又はエンジンの回転速度のうちの少なくとも一方を変更することにより実現される。なお、車速の制御は、コンバイン１が停止するように車速をゼロにする制御も含む。
操舵を自律的に行う場合、制御部５０は、舵角センサ６７が検出する現在の舵角を目標の舵角に近づける制御を行う。舵角の制御は、例えば、操舵ハンドルの回転軸に設けられた操舵アクチュエータを駆動することにより実現される。なお、制御部５０は、操舵アクチュエータの駆動に代えて、走行装置１０２の左右の走行クローラ装置のそれぞれの回転を直接調整して、走行装置１０２の旋回角を調整してもよい。
また、制御部５０は、予め定められた条件に基づいて、刈取装置２００及び脱穀装置３００の動作を制御する。具体的には、制御部５０は、刈取装置２００の高さの調整及び刈取作業、並びに脱穀装置３００による脱穀作業等を制御する。
なお、制御部５０は、各種センサの検出結果に基づいて、自動走行に関する制御、刈取装置２００及び脱穀装置３００の動作の制御及び収穫作業の継続の判定を行う以外に、携帯通信端末７を用いた作業者の遠隔操作に応じてコンバイン１を走行させる制御、刈取装置２００及び脱穀装置３００の動作の制御及び収穫作業の継続の判定を行うこともできる。
次に、図３を参照して、携帯通信端末７について説明する。図３に示されるように、携帯通信端末７は、通信アンテナ７１、通信処理部７２、表示部７３、操作部７４、及び制御部８０を備える。携帯通信端末７は、タブレット端末、スマートフォン、又はノートパソコン等である。携帯通信端末７は、後述のようにコンバイン１の自動走行に関する様々な処理を行うが、これらの処理の少なくとも一部をコンバイン１の制御部５０が行うこともできる。逆に、コンバイン１の制御部５０が行う自動走行に関する様々な処理の少なくとも一部を携帯通信端末７が行うこともできる。
通信アンテナ７１は、コンバイン１と無線通信を行うためのアンテナである。通信処理部７２は、通信アンテナ７１を介してコンバイン１との間でデータの送受信を行う。具体的には、制御部８０は、通信処理部７２及び通信アンテナ７１を介して、コンバイン１に設けられた各センサの検出結果等を受信可能である。
上述したように、コンバイン１は携帯電話回線に接続可能であるため、携帯通信端末７は、コンバイン１を介して携帯電話回線に接続することができる。従って、例えばコンバイン１が有する記憶部５５又は制御部８０が有する記憶部８１に記憶される情報の一部を外部のサーバに記憶させることもできる。なお、携帯通信用のアンテナ（不図示）は、コンバイン１ではなく、携帯通信端末７に設けられていてもよい。
表示部７３は、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等である。表示部７３は、例えば、圃場に関する情報、自動走行に関する情報、コンバイン１の設定に関する情報、各種センサの検出結果、及び警告情報等を表示することができる。
操作部７４は、タッチパネル又はハードウェアキーの少なくとも一方を含む。タッチパネルは、表示部７３に重ねて配置されており、作業者の指等による操作を検出可能である。ハードウェアキーは、携帯通信端末７の筐体の側面又は表示部７３の周囲等に配置されており、作業者の指等による押圧を検出可能である。
制御部８０は、図示しない演算装置及び入出力部等、並びに記憶部８１を備えている。制御部８０は制御装置の一例である。演算装置は、プロセッサ又はマイクロプロセッサ等である。記憶部８１は、ＲＯＭ及びＲＡＭのような主記憶装置である。記憶部８１は、ＨＤＤ又はＳＳＤのような補助記憶装置を更に含んでもよい。記憶部８１には、各種のプログラム及びデータ等が記憶されている。演算装置は、各種のプログラムを記憶部８１から読み出して実行する。上記のハードウェアとソフトウェアとの協働により、制御部８０を、圃場輪郭設定部８３、領域設定部８４、車両位置取得部８５、表示処理部８６、収穫情報取得部８７、算出部８８として動作させることができる。圃場輪郭設定部８３、領域設定部８４、車両位置取得部８５、表示処理部８６、収穫情報取得部８７及び算出部８８が行う処理は後述する。
次に、図４及び図５を参照して、本実施形態におけるコンバイン１の自動走行について説明する。図４は、本実施形態におけるコンバイン１が走行する圃場９８を示す図である。図５は、本実施形態における表示部７３に表示される画面の一例を示す図である。
図５に示すように、表示部７３には、圃場９８の周囲を示す地図画像ＭＰが表示される。地図画像ＭＰは、圃場９８を示す圃場画像９８Ｐを含む。地図画像ＭＰは、例えば、記憶部８１に記憶されていてもよいし、携帯電話回線及びインターネットを介して携帯通信端末７外部から取得されてもよい。具体的には、携帯通信端末７の表示処理部８６は、圃場画像９８Ｐを含む地図画像ＭＰを取得し、地図画像ＭＰを表示部７３に表示させる。
また、表示処理部８６は、コンバイン１の位置を示すアイコンＣ１を表示部７３に表示させる。具体的には、コンバイン１の位置取得部６４又は慣性計測装置６２等は、コンバイン１の位置情報９９を検出する。通信処理部６５は、位置取得部６４又は慣性計測装置６２等によって検出された位置情報９９を携帯通信端末７に送信する。携帯通信端末７の通信処理部７２は、コンバイン１から送信された位置情報９９を受信する。車両位置取得部８５は、通信処理部７２によって受信された位置情報９９を取得する。表示処理部８６は、車両位置取得部８５によって取得された位置情報９９に基づいて、コンバイン１の位置を特定し、コンバイン１を示すアイコンＣ１を、表示部７３の地図画像ＭＰにおいて対応する位置に表示させる。
本実施形態において、コンバイン１を自動走行させる場合、まず、運転者（作業者）は、実際の圃場９８の輪郭９８１に沿って、コンバイン１を手動走行させる。図４に示す例では、運転者（作業者）は、圃場９８の入口ＥＸ１から、輪郭９８１に沿って反時計回りにコンバイン１を手動走行させている。コンバイン１は、輪郭９８１に沿って走行しながら、走行経路上の未刈穀稈を刈り取る。
図４に示すように、圃場９８内に、輪郭９８１に沿って障害物ＳＡが存在する場合、運転者（作業者）は、障害物ＳＡを避けてコンバイン１を手動走行させる。具体的には、コンバイン１は、障害物ＳＡに沿って、輪郭９８１から内側に迂回する。
位置取得部６４又は慣性計測装置６２等は、手動走行中にコンバイン１の位置情報９９を定期的に検出する。位置取得部６４又は慣性計測装置６２等が検出したコンバイン１の複数の位置情報９９は、順次携帯通信端末７に送信される。
携帯通信端末７の通信処理部７２は、コンバイン１から送信された複数の位置情報９９を受信する。車両位置取得部８５は、通信処理部７２によって受信された複数の位置情報９９を取得する。
表示処理部８６は、車両位置取得部８５によって取得された複数の位置情報９９に基づいて、複数の位置情報９９にそれぞれ対応するポインタ９９Ｐを、表示部７３の地図画像ＭＰにおいて対応する位置に表示させる。
圃場輪郭設定部８３は、車両位置取得部８５によって取得された複数の位置情報９９と、コンバイン１の車幅ｄとに基づいて、圃場９８の輪郭９８１Ｐを設定する。車幅ｄは、例えば、記憶部８１に記憶されている。
［輪郭設定１］
次に、本実施形態における圃場９８の輪郭設定処理の一例を説明する。例えば、作業者は、表示部７３に表示された複数のポインタ９９Ｐのうち、４つのポインタ９９ＰＡ、９９ＰＢ、９９ＰＣ、９９ＰＤを選択する操作を携帯通信端末７に対して行う。
操作部７４がポインタ９９ＰＡ、９９ＰＢ、９９ＰＣ、９９ＰＤを選択する操作を検出すると、圃場輪郭設定部８３は、ポインタ９９ＰＡ、９９ＰＢ、９９ＰＣ、９９ＰＤを、それぞれ四隅の４点とする略矩形枠の輪郭９８１Ｐを設定する。なお、圃場輪郭設定部８３は、ポインタ９９ＰＡ、９９ＰＢ、９９ＰＣ、９９ＰＤをつなぐ略矩形枠を輪郭９８１Ｐとして設定してもよい。
また、圃場輪郭設定部８３は、複数のポインタ９９Ｐのうち、四隅の４点のポインタ９９Ｐを選択し、４点のポインタ９９Ｐをつなぐ略矩形枠を輪郭９８１Ｐとして設定してもよい。
［輪郭設定２］
次に、本実施形態における圃場９８の輪郭設定処理の他の例を説明する。例えば、表示処理部８６は、車両位置取得部８５によって取得された複数の位置情報９９と、コンバイン１の車幅ｄとに基づいて、圃場９８をコンバイン１が走行した軌跡を算出する。表示処理部８６は、算出した軌跡を表示部７３の地図画像ＭＰに重ねて表示させる。
作業者は、例えば、表示部７３に表示された軌跡の四隅の４点を選択する操作を携帯通信端末７に対して行う。操作部７４が四隅の４点を選択する操作を検出すると、圃場輪郭設定部８３は、四隅の４点を頂点とする略矩形枠の輪郭９８１Ｐを設定する。
なお、圃場輪郭設定部８３は、輪郭設定１及び輪郭設定２において、コンバイン１の軌跡の外側より更に外側に輪郭９８１Ｐを設定してもよい。
圃場輪郭設定部８３によって輪郭９８１Ｐが設定されると、領域設定部８４は、輪郭９８１Ｐに基づいて、圃場９８の内部及び圃場９８の外部に各種領域を設定する。例えば、領域設定部８４は、圃場９８の内部に、コンバイン１による収穫作業が行われる作業対象領域を設定する。また、領域設定部８４は、圃場９８の内部又は圃場９８の外部に、コンバイン１による収穫作業の対象外の領域を示す作業対象外領域を設定する。例えば、コンバイン１は、作業対象外領域において、収穫作業に関連する関連作業を行う。
例えば、領域設定部８４は、複数の位置情報９９と輪郭９８１Ｐとに基づいて、コンバイン１が走行できない走行不可領域Ｓ１を算出して作業対象外領域に設定する。
具体的には、領域設定部８４は、輪郭９８１Ｐの内側に、走行不可領域Ｓ１が存在するか否かを判定する。
具体的には、輪郭９８１Ｐから圃場９８の内側に向かって、所定の距離ｒ１より離れた位置にポインタ９９Ｐが位置している場合、領域設定部８４は、走行不可領域Ｓ１を設定する。図５に示す例では、輪郭９８１Ｐから圃場９８の内側に向かって、所定の距離ｒ１より離れた位置に３つのポインタ９９Ｐが位置している。領域設定部８４は、３つのポインタ９９Ｐと輪郭９８１Ｐとで囲まれた領域を走行不可領域Ｓ１であると判定する。領域設定部８４は、走行不可領域Ｓ１を作業対象外領域に設定する。
以上のように、本実施形態において、走行不可領域Ｓ１が輪郭９８１Ｐとコンバイン１の軌跡とに基づいて設定されるため、作業者による走行不可領域Ｓ１を設定するための操作が不要になる。したがって、走行不可領域Ｓ１をより容易に設定できる。
次に、図６を参照して、本実施形態において設定される他の各種領域について説明する。図６は、表示部７３に表示された各種領域の一例を示す図である。
例えば、領域設定部８４は、コンバイン１が未刈穀稈を刈り取りながら走行した軌跡を作業済領域９１に設定する。具体的には、領域設定部８４は、刈取センサ６８の検出結果に基づいて、コンバイン１が走行経路上の未刈穀稈を刈り取ったか否かを判定する。図４～６に示す例において、領域設定部８４は、輪郭９８１Ｐを設定するために走行した軌跡を作業済領域９１に設定する。作業済領域９１は、作業対象領域に含まれる。
表示処理部８６は、領域設定部８４によって設定された作業済領域９１を示す作業済領域画像９１Ｐを、表示部７３の地図画像ＭＰに重ねて表示させる。
また、領域設定部８４は、輪郭９８１Ｐと作業済領域９１とに基づいて、未作業領域９２を設定する。未作業領域９２は、未刈穀稈が存在する領域を示す。具体的には、領域設定部８４は、輪郭９８１Ｐの内側の領域のうち、作業済領域９１以外の領域を未作業領域９２に設定する。未作業領域９２は、作業対象領域に含まれる。
表示処理部８６は、領域設定部８４によって設定された未作業領域９２を示す未作業領域画像９２Ｐを、表示部７３の地図画像ＭＰに重ねて表示させる。
更に、領域設定部８４は、未作業領域９２に基づいて、自動走行領域９３を設定する。自動走行領域９３は、コンバイン１が自動走行する領域を示す。具体的には、領域設定部８４は、未作業領域９２の内側の一部に、略矩形の自動走行領域９３を設定する。自動走行領域９３の位置及び大きさは、例えば、コンバイン１の車幅ｄに基づいて決定される。
表示処理部８６は、領域設定部８４によって設定された自動走行領域９３を示す自動走行領域画像９３Ｐを、表示部７３の地図画像ＭＰに重ねて表示させる。
例えば、作業済領域画像９１Ｐ、未作業領域画像９２Ｐ及び自動走行領域画像９３Ｐは、互いに表示色が異なる等、作業者が各領域を識別できるように表示される。
なお、領域設定部８４は、作業済領域９１、未作業領域９２及び自動走行領域９３のうち、一部又は全部を設定しなくてもよい。
また、領域設定部８４は、コンバイン１に収穫作業を継続させるための中継作業が行われる中継領域９５（図４参照）を作業対象外領域に設定する。中継作業は、例えば、コンバイン１が収穫した農作物をトラック等に排出する作業、コンバイン１の燃料の補給作業等を含む。中継作業は、関連作業の一例である。中継領域９５の座標は、記憶部８１に記憶される。
例えば、中継領域９５を設定する場合、作業者は、携帯通信端末７の操作部７４を操作して表示部７３に表示された地図画像ＭＰのある地点を選択する。領域設定部８４は、作業者が選択した地点の座標を操作部７４から取得する。領域設定部８４は、取得した座標と輪郭９８１Ｐとに基づいて、選択された地点の座標が輪郭９８１Ｐの内側に位置するか、輪郭９８１Ｐの外側に位置するかを判定する。選択された地点の座標が輪郭９８１Ｐの外側に位置する場合、領域設定部８４は、選択された地点を含む所定の領域を中継領域９５に設定する。
本実施形態において、中継領域９５は、作業者によって設定されてもよい。作業者が設定する中継領域９５は、例えば、圃場９８を構成する複数辺のうちの少なくとも１辺である。あるいは、中継領域９５は、１辺全体ではなく、１辺のうちの少なくとも１点であってもよい。領域設定部８４は、作業者が選択した１点又は１辺の座標を操作部７４から取得し、選択された１点又は１辺を中継領域９５に設定する。
また、領域設定部８４は、圃場９８の入口ＥＸ１（図４参照）を作業対象外領域に設定する。入口ＥＸ１では、コンバイン１を圃場９８に入場させる入場作業が行われる。入場作業は、収穫作業に関連する関連作業の一例である。例えば、領域設定部８４は、複数の位置情報９９と輪郭９８１Ｐとに基づいて、コンバイン１が輪郭９８１Ｐを通過した座標を算出する。領域設定部８４は、算出した座標が示す地点を含む所定の領域を入口ＥＸ１に設定する。図４に示す例では、入口ＥＸ１は、輪郭９８１Ｐの右上の隅である。入口ＥＸ１の形状及び大きさは、例えば、コンバイン１の車幅ｄに基づいて決定される。図４に示す例では、入口画像ＥＸ１Ｐの形状は、略矩形である。入口ＥＸ１の座標は、記憶部８１に記憶される。
なお、入口ＥＸ１は、作業者によって設定されてもよい。作業者が入口ＥＸ１設定する場合、作業者は、携帯通信端末７の操作部７４を操作して表示部７３に表示された地図画像ＭＰにおける入口ＥＸ１に対応する地点を選択する。領域設定部８４は、作業者が選択した地点の座標を操作部７４から取得し、選択された地点を含む所定の領域を入口ＥＸ１に設定する。
［識別画像］
本実施形態において、表示処理部８６は、作業対象外領域を作業者が識別するための識別画像９４と、圃場画像９８Ｐとを表示部に表示させる。
図６に示すように、例えば、表示処理部８６は、走行不可領域Ｓ１を示す走行不可領域画像Ｓ１Ｐを、表示部７３の地図画像ＭＰに重ねて表示させる。具体的には、表示処理部８６は、領域設定部８４によって設定された走行不可領域Ｓ１の座標を取得する。表示処理部８６は、地図画像ＭＰにおける取得した座標の示す位置に、走行不可領域画像Ｓ１Ｐを表示させる。
更に、表示処理部８６は、走行不可領域Ｓ１を示す走行不可領域識別画像９４Ａを、走行不可領域画像Ｓ１Ｐに重ねて表示させる。走行不可領域識別画像９４Ａは、識別画像９４の一例である。識別画像９４は、例えば、ピン又はアイコン等で表示される。例えば、走行不可領域識別画像９４Ａは、「進入禁止の標識」が描かれた絵を含む。
また、表示処理部８６は、圃場９８の入口ＥＸ１を示す入口画像ＥＸ１Ｐを、表示部７３の地図画像ＭＰに重ねて表示させる。具体的には、表示処理部８６は、記憶部８１に記憶された入口ＥＸ１の座標を取得する。表示処理部８６は、地図画像ＭＰにおける取得した座標の示す位置に、入口画像ＥＸ１Ｐを表示させる。入口画像ＥＸ１Ｐの形状及び大きさは、例えば、入口ＥＸ１の形状及び大きさに応じて決定される。
更に、表示処理部８６は、入口ＥＸ１を示す入口識別画像９４Ｂを、入口画像ＥＸ１Ｐに重ねて表示させる。入口識別画像９４Ｂは、識別画像９４の一例である。例えば、入口識別画像９４Ｂは、入口を示す「ＥＸＩＴ」の文字を含む。
また、表示処理部８６は、中継領域９５を示す中継領域画像９５Ｐを、表示部７３の地図画像ＭＰに重ねて表示させる。表示処理部８６は、例えば、記憶部８１に記憶された中継領域９５の座標を取得する。表示処理部８６は、取得した座標の示す位置に、中継領域画像９５Ｐを表示させる。図６に示す例では、中継領域画像９５Ｐの形状は、略矩形である。
更に、表示処理部８６は、中継領域９５を示す中継領域識別画像９４Ｃを、中継領域画像９５Ｐに重ねて表示させる。中継領域識別画像９４Ｃは、識別画像９４の一例である。例えば、中継領域識別画像９４Ｃは、「サイロ」が描かれた絵を含む。
以上のように、コンバイン１が走行した軌跡に基づいて各種作業対象外領域が設定され、作業対象外領域を示す画像にそれぞれに識別画像９４が付加されることで、作業者は、圃場内及び圃場外における各作業対象外領域を視認しやすくなる。
例えば、走行不可領域画像Ｓ１Ｐに走行不可領域識別画像９４Ａを付加することで、作業者が走行不可領域Ｓ１を認識しやすくなり、入口画像ＥＸ１Ｐに入口識別画像９４Ｂを付加することで、作業者が入口ＥＸ１を認識しやすくなり、中継領域画像９５Ｐに中継領域識別画像９４Ｃを付加することで、作業者が中継領域９５を認識しやすくなる。
なお、識別画像９４の表示形式は、上記に限定されない。具体的には、識別画像９４に含まれる文字又は絵は、特に限定されない。また、識別画像９４に含まれる文字又は絵の色、柄、模様、フォント及び大きさ等は、特に限定されない。
例えば、識別画像９４の表示形式は、作業者の変更操作により変更可能である。変更操作は、作業者が携帯通信端末７の操作部７４に対して、識別画像９４の表示形式の変更を指示する操作を示す。
具体的には、作業者が変更操作を行う場合、作業者は、表示部７３に表示された識別画像９４のうちから選択識別画像を選択する。例えば、作業者が表示部７３に表示された識別画像９４のうちの１つをタップ操作すると、タップ操作された識別画像９４が選択識別画像に選択される。そして、表示処理部８６は、選択識別画像の表示形式を作業者に設定させる設定画面を表示させる。例えば、作業者が設定画面に表示された各種設定をタップ操作して選択すると、表示処理部８６は、選択された設定内容を反映させた識別画像９４を表示部７３に表示させる。
本実施形態において、識別画像９４の表示形式には、例えば、選択識別画像を選択識別画像以外の識別画像９４より強調して表示する強調表示が含まれる。強調表示には、例えば、点滅表示がふくまれる。具体的には、作業者が設定画面に表示された各種設定のうち、強調表示させる旨の設定を選択すると、表示処理部８６は、識別画像９４を強調表示させる。識別画像９４を強調表示することで、強調表示された識別画像９４に対応する領域に作業者の注意を引きやすくすることができる。
次に、図７を参照して、識別画像９４の表示について、更に詳細に説明する。図７は、図７は、識別画像９４が表示された表示部７３を示す図である。図７に示す地図画像ＭＰは、図６に示す地図画像ＭＰが縮小されてより広範囲が表示されている。
例えば、図６に示す地図画像ＭＰを作業者がピンチイン操作すると、表示部７３には、図７に示す地図画像ＭＰが表示される。具体的には、操作部７４がピンチイン操作を検出すると、表示処理部８６は、表示済みの地図画像ＭＰを縮小し、表示済みの地図画像ＭＰより外側の範囲を示す画像と共に、新たな地図画像ＭＰとして表示部７３に表示させる。ピンチイン操作は、地図画像ＭＰを縮小する縮小操作の一例である。なお、地図画像ＭＰを拡大する場合、作業者は、例えば、地図画像ＭＰをピンチアウト操作する。ピンチアウト操作は、地図画像ＭＰを拡大する拡大操作の一例である。拡大操作及び縮小操作は、それぞれ、縮尺変更操作の一例である。本実施形態において、地図画像ＭＰの縮小は、ピンチイン操作以外の操作によって行われてもよい。また、地図画像ＭＰの拡大は、ピンチアウト操作以外の操作によって行われてもよい。
図７に示す地図画像ＭＰにおいて、自動走行領域画像９３Ｐ、走行不可領域識別画像９４Ａ、入口識別画像９４Ｂ及び中継領域識別画像９４Ｃが表示部７３に表示される。一方、作業済領域画像９１Ｐ、未作業領域画像９２Ｐ、走行不可領域画像Ｓ１Ｐ、入口画像ＥＸ１Ｐ及び中継領域画像９５Ｐは、図７に示す地図画像ＭＰに対して小さすぎるため、表示部７３に表示されない。
具体的には、表示処理部８６は、自動走行領域画像９３Ｐを地図画像ＭＰの縮小に応じて縮小し、表示部７３に表示させる。一方、作業済領域画像９１Ｐ、未作業領域画像９２Ｐ、走行不可領域画像Ｓ１Ｐ、入口画像ＥＸ１Ｐ及び中継領域画像９５Ｐを地図画像ＭＰの縮小に応じて縮小すると、表示部７３に表示できなくなるため、表示処理部８６は、作業済領域画像９１Ｐ、未作業領域画像９２Ｐ、走行不可領域画像Ｓ１Ｐ、入口画像ＥＸ１Ｐ及び中継領域画像９５Ｐを表示しない。
また、表示処理部８６は、走行不可領域識別画像９４Ａ、入口識別画像９４Ｂ及び中継領域識別画像９４Ｃを、地図画像ＭＰの縮小に応じて縮小することなく、表示部７３に表示させる。したがって、図７に示す走行不可領域識別画像９４Ａ、入口識別画像９４Ｂ及び中継領域識別画像９４Ｃのサイズは、図６に示す走行不可領域識別画像９４Ａ、入口識別画像９４Ｂ及び中継領域識別画像９４Ｃのサイズと同じである。
なお、地図画像ＭＰが拡大表示された場合、地図画像ＭＰが縮小表示された場合と同様に、表示処理部８６は、走行不可領域識別画像９４Ａ、入口識別画像９４Ｂ及び中継領域識別画像９４Ｃを所定のサイズで表示させる。つまり、表示処理部８６は、地図画像ＭＰの拡大又は縮小に関わらず、走行不可領域識別画像９４Ａ、入口識別画像９４Ｂ及び中継領域識別画像９４Ｃを、表示部７３に対して固定比率で表示させる。したがって、地図画像ＭＰが拡大又は縮小された場合においても、作業者が作業対象外領域を認識しやすくなる。
次に、図２、図３、図６及び図７を参照して、表示部７３に表示される走行距離表示について説明する。
本実施形態において、携帯通信端末７は、コンバイン１に設けられた収穫量センサ６９の検出結果に基づいて、コンバイン１による収穫作業を継続可能な距離を作業者に提示する。
例えば、図３に示す収穫情報取得部８７は、図２に示す制御部５０によって生成された収穫量情報を取得する。例えば、制御部５０は、生成した収穫量情報を、通信処理部６５及び通信アンテナ６３を介して携帯通信端末７に送信する。
収穫情報取得部８７は、コンバイン１から送信された収穫量情報を、通信アンテナ７１及び通信処理部７２を介して受信して取得する。
算出部８８は、収穫情報取得部８７によって取得された収穫量情報に基づいて、グレンタンク４００に貯留された穀粒の量を示す貯留量Ｑ１を算出する。具体的には、算出部８８は、収穫情報取得部８７によって取得された収穫量情報を順次積算して貯留量Ｑ１を算出する。
算出部８８は、グレンタンク４００の容量Ｑ２及び貯留量Ｑ１に基づいて、グレンタンク４００の残容量Ｑ３を算出する。残容量Ｑ３は、容量Ｑ２から貯留量Ｑ１を引算することで算出される。グレンタンク４００の容量Ｑ２は、例えば、記憶部５５又は制御部８０に記憶されている。
更に、算出部８８は、グレンタンク４００の残容量Ｑ３と、コンバイン１が単位距離を走行する際に収穫される穀粒の量を示す収穫可能量情報とに基づいて、貯留量Ｑ１がタンクの容量Ｑ２に達するまでにコンバイン１が走行可能な走行可能距離Ｄ１を算出する。収穫可能量情報は、例えば、記憶部５５又は制御部８０に記憶されている。なお、収穫可能量情報は、算出部８８によって算出されてもよい。例えば、算出部８８は、複数の位置情報９９に基づいてコンバイン１の走行距離を算出する。算出部８８は、貯留量Ｑ１を走行距離で割算して収穫可能量情報を算出する。
算出部８８は、残容量Ｑ３を収穫可能量情報で割算して走行可能距離Ｄ１を算出する。
図６及び図７に示すように、表示処理部８６は、例えば、算出部８８によって算出された走行可能距離Ｄ１を示すメッセージ画像ＭＳＧ１を、表示部７３の地図画像ＭＰに重ねて表示させる。図６及び図７に示すメッセージ画像ＭＳＧ１には、メッセージ「収穫 あとＤ１ ｍ」が含まれる。なお、メッセージ画像ＭＳＧ１に含まれるメッセージは、図６及び図７に示すメッセージに限定されない。また、表示処理部８６は、メッセージ画像ＭＳＧ１以外に、走行可能距離Ｄ１を示すメータ画像等を表示部７３に表示させてもよい。走行可能距離Ｄ１が、表示部７３に表示されることで、作業者は、収穫作業の継続が可能な距離を視認できる。したがって、収穫作業の効率が向上する。
次に、図８を参照して、本実施形態に係る表示方法について説明する。図８は、本実施形態に係る表示方法を示すフローチャートである。
まず、車両位置取得部８５は、コンバイン１の位置情報９９を取得する（ステップＳ１１）。
圃場輪郭設定部８３は、車両位置取得部８５によって取得された複数の位置情報９９に基づいて、圃場９８の輪郭９８１Ｐを設定する（ステップＳ１２）。
領域設定部８４は、輪郭９８１Ｐに基づいて、圃場９８の内部又は圃場９８の外部に、コンバイン１による収穫作業の対象外の領域を示す作業対象外領域を設定する（ステップＳ１３）。例えば、輪郭９８１Ｐから圃場９８の内側に向かって、所定の距離ｒ１より離れた位置に位置情報９９に対応するポインタ９９Ｐが位置している場合、領域設定部８４は、走行不可領域Ｓ１を設定する。
表示処理部８６は、作業対象外領域を識別するための識別画像９４を表示部７３に表示させる（ステップＳ１４）。例えば、走行不可領域Ｓ１が設定されている場合、表示処理部８６は、走行不可領域識別画像９４Ａを表示部７３に表示させる。
操作部７４は、作業者による縮尺変更操作を検出する（ステップＳ１５）。操作部７４が地図画像ＭＰを拡大する拡大操作又は地図画像ＭＰを縮小する縮小操作を検出した場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）、表示処理部８６は、地図画像ＭＰを拡大又は縮小して表示部７３に表示させる（ステップＳ１６）。
次に、表示処理部８６は、地図画像ＭＰの拡大又は縮小に関わらず、識別画像９４を表示部７３に対して固定比率で表示させる（ステップＳ１７）。つまり、識別画像９４は、地図画像ＭＰの拡大又は縮小前と同じサイズで表示される。操作部７４は、作業者による新たな縮尺変更操作を検出する（ステップＳ１５）。
一方、操作部７４が拡大操作及縮小操作のいずれも検出しない場合（ステップＳ１５でＮｏ）、表示処理部８６は、地図画像ＭＰの拡大及び縮小を行わず、地図画像ＭＰの表示部７３への表示を継続する（ステップＳ１８）。
次に、表示処理部８６は、識別画像９４を表示部７３に対して固定比率で表示させる（ステップＳ１９）。操作部７４は、作業者による縮尺変更操作を検出する（ステップＳ１５）。
以上、図面（図１～図８）を参照して本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、又は、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。
また、図面は、発明の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
本発明は、農作業車両の分野に利用可能である。
１ ：コンバイン（作業車両）
７ ：携帯通信端末
６９ ：収穫量センサ
７３ ：表示部
８３ ：圃場輪郭設定部
８４ ：領域設定部
８５ ：車両位置取得部
８６ ：表示処理部
８７ ：収穫情報取得部
８８ ：算出部
９４ ：識別画像
９４Ａ ：走行不可領域識別画像（識別画像）
９４Ｂ ：入口識別画像（識別画像）
９４Ｃ ：中継領域識別画像（識別画像）
９５ ：中継領域
９８ ：圃場
９８Ｐ ：圃場画像
９９ ：位置情報
１０１ ：走行機体
１０２ ：走行装置
２００ ：刈取装置
３００ ：脱穀装置
４００ ：グレンタンク
９８１Ｐ ：輪郭
Ｄ１ ：走行可能距離
ＥＸ１ ：入口
Ｑ１ ：貯留量
Ｑ２ ：容量
Ｓ１ ：走行不可領域

Claims (8)

  1. 圃場を走行する作業車両の位置を示す位置情報を取得する車両位置取得部と、
    複数の前記位置情報に基づいて、前記圃場の輪郭を設定する圃場輪郭設定部と、
    前記輪郭に基づいて、前記作業車両による作業の対象外の領域を示す作業対象外領域を、前記圃場の内部又は前記圃場の外部に設定する領域設定部と、
    前記圃場の周囲を示す地図画像に含まれて前記圃場を示す圃場画像と、前記作業対象外領域を識別するための識別画像とを表示部に表示させる表示処理部と
    を備え、
    前記表示処理部は、当該作業対象外領域に文字列又はアイコンを重ねて表示する、制御装置。
  2. 前記領域設定部は、前記複数の位置情報と前記輪郭とに基づいて、前記作業車両が走行できない走行不可領域を算出して前記作業対象外領域に設定する、請求項１に記載の制御装置。
  3. 前記領域設定部は、前記圃場の入口を前記作業対象外領域に設定する、請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
  4. 前記領域設定部は、前記作業車両による作業を継続させるための中継作業が行われる中継領域を前記作業対象外領域に設定する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の制御装置。
  5. 前記表示処理部は、前記圃場画像の拡大又は縮小に関わらず、前記識別画像を前記表示部に対して固定比率で表示させる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の制御装置。
  6. 前記表示処理部は、複数の前記識別画像のうちから選択された選択識別画像を、前記選択識別画像以外の前記識別画像より強調して表示させる、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の制御装置。
  7. 前記領域設定部は、前記圃場輪郭設定部が設定した前記輪郭と、当該輪郭を設定する際に取得した複数の前記位置情報とに基づいて前記圃場の内部の前記作業対象外領域を設定する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の制御装置。
  8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の制御装置と、
    前記制御装置が配置される走行機体と、
    前記走行機体の下方に配置されて前記走行機体を支持し、圃場を走行する走行装置と、
    前記走行機体に配置され、前記圃場の未刈穀稈を刈り取る刈取装置と、
    前記刈取装置によって刈り取られた刈取穀稈を脱穀する脱穀装置と
    を備え、
    前記制御装置は、前記走行装置、前記刈取装置及び前記脱穀装置を制御する、作業車両。
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